Расчет динамической устойчивости
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Расчет динамической устойчивости
Исходные данные
В электропередаче, показанной на рисунке 2.1, на одной из цепей происходит КЗ. Электропередача передает в систему мощность Рс с коэффициентом мощности cosφc. Напряжение Uc на шинах приемной системы поддерживается неизменным. Нейтрали повышающего и понижающего трансформаторов заземлены.
Необходимо:
− составить схемы замещения электрической системы и определить переходную ЭДС генераторов;
− определить собственные и взаимные проводимости схем замещения для расчетных режимов (нормального, аварийного и послеаварийного);
− построить характеристики передаваемой мощности для расчетных режимов и определить предельный угол отключения КЗ;
− определить предельное время отключения короткого замыкания.
Рисунок 2.1 – Исходная электрическая система
Таблица 2.1 – Параметры элементов
Система
Рс = 290 МВт cosφc = 0.9 Uc = 122 В
Генератор
Sном = 420 МВА cosφном = 0.84 Uном = 10.5 кВ
x`d = 0.32 x2 = 0.145 Tj = 9
Трансформатор Т-1
Sном = 400 МВА uk% = 14 K1 =10.5/235
Трансформатор Т-2
Sном = 400 МВА uk% = 11 K1 =220/122
ЛЭП
L = 290 км x1 = 0.4
Нагрузка
Рн = 85 МВт cosφн = 0.84
Вид КЗ
К3
Нужно полное решение этой работы?
Решение
За базисные величины примем
Sбаз=350 МВА,
Uбаз=220 кВ.
1. Приводим исходные параметры к базисным величинам:
U*c=UcUбаз∙K2=122220∙220122=1.
P*c=PcSбаз=290350=0.829.
Q*c=P*c∙tgφc=0.829∙0.484=0.401.
P*н=PнSбаз=85350=0.243.
Q*н=P*н∙tgφн=0.243∙0.646=0.157.
x'*d=x'd∙Uном2∙SбазUбаз2∙Sном∙1K12=0.32∙10.52∙3502202∙420∙235210.52=0.304.
x*Т1=uk%100∙UВН2∙SбазUбаз2∙Sном=14100∙2352∙3502202∙400=0.14.
x*Т2=uk%100∙UВН2∙SбазUбаз2∙Sном=11100∙2202∙3502202∙400=0.096.
x*Л=0.5x1∙L∙SбазUбаз2=0.5∙0.4∙290∙3502202=0.419.
T*j=Tj∙SномSбаз=9∙420350=10.8 c.
В дальнейших расчетах опускаем знак (*), так как расчет будет только в относительных единицах.
Схема замещения для нормального режима приведена на рисунке 2.2
Рисунок 2.2 – Схема замещения для нормального режима
2. Рассчитаем нормальный режим работы электропередачи
xс=x2+x3+x4=0.14+0.419+0.096=0.655.
UГ0=Uc+Qc∙xcUc2+Pc∙xcUc2=1+0.401∙0.65512+0.829∙0.65512=1.375
tgδc=Pc∙xcUcUc+Qc∙xcUc=0.829∙0.65511+0.401∙0.6551=0.43.
δc=23.267 град.
Zн=UГ02∙SбазSном2∙Pн+jQн=1.3752∙3500.2432+0.1572∙0.243+j0.157=5.492+j3.547.
ΔQc=Pc2+Qc2Uc2∙xc=0.8292+0.401212∙0.655=0.556.
S0=Sн+Sс+jΔQc=0.243+j0.157+0.829+j0.401+j0.556=1.071+j1.114.
E'0=UГ0+Q0∙x'dUГ02+P0∙x'dUГ02==1.375+1.114∙0.3041.3752+1.071∙0.3041.3752=1.639.
tg(δ'0-δc)=P0∙x'dUГ0UГ0+Q0∙x'dUГ0=1.071∙0.3041.3751.375+1.114∙0.3041.375=0.146.
δ'0-δc=8.321 град.
δ'0=δc+8.321=23.267+8.321=31.588 град.
Определим собственные и взаимные проводимости схемы замещения (рисунок 2.3).
Рисунок 2.3 – Схема замещения в нормальном режиме с учетом сопротивления нагрузки
Z11I=Z1+Zc∙Z5Zc+Z5=j0.304+j0.655∙5.492+j3.547j0.655+5.492+j3.547=
=0.049+j0.922=0.923ej86.937.
Y11I=1Z11I=10.923ej86.937=1.083e-j86.937.
αI11=90+-86.937=3.063 град.
ZI2I=Z1+Zc+Zc∙Z1Z5=j0.304+j0.655+j0.655∙j0.3045.492+j3.547=
=-0.026+j0.976=0.977ej91.503.
Y12I=1Z12I=10.977ej91.503=1.024e-j91.503.
αI12=90+-91.503=-1.503 град.
3
. Рассмотрим аварийный режим работы
Схема замещения электропередачи в режиме трехфазного короткого замыкания отличается от схемы рис. 2.3 включением в точку КЗ аварийного шунта, сопротивление которого равно нулю (см. рисунок 2.4). Электрическая мощность генератора передающей станции при этом равна нулю РIII = 0.
Рисунок 2.4 – Схема замещения аварийного режима
4. Рассчитаем послеаварийный режим
Схеме замещения послеаварийного режима приведена на рисунке 2.5. Она аналогична схеме для нормального режима, но сопротивление ЛЭП увеличено вдвое. Найдем собственные и взаимные проводимости.
Рисунок 2.5 – Схема замещения послеаварийного режима
xЛ=x1∙L∙SбазUбаз2=0.4∙290∙3502202=0.839.
xс=x2+x3+x4=0.14+0.839+0.096=1.075.
UГ0=Uc+Qc∙xcUc2+Pc∙xcUc2=1+0.401∙1.07512+0.829∙1.07512=1.686
tgδc=Pc∙xcUcUc+Qc∙xcUc=0.829∙1.07511+0.401∙1.0751=0.622.
δc=31.891 град.
Zн=UГ02∙SбазSном2∙Pн+jQн=1.6862∙3500.2432+0.1572∙0.243+j0.157=8.257+j5.333.
ΔQc=Pc2+Qc2Uc2∙xc=0.8292+0.401212∙1.075=0.911.
S0=Sн+Sс+jΔQc=0.243+j0.157+0.829+j0.401+j0.911=1.071+j1.469.
E'0=UГ0+Q0∙x'dUГ02+P0∙x'dUГ02==1.686+1.469∙0.3041.6862+1.071∙0.3041.6862=1.961.
tg(δ'0-δc)=P0∙x'dUГ0UГ0+Q0∙x'dUГ0=1.071∙0.3041.6861.686+1.469∙0.3041.686=0.099.
δ'0-δc= 5.661 град.
δ'0=δc+8.321=31.891+5.661=37.551 град.
Z11II=Z1+Zc∙Z5Zc+Z5=j0.304+j1.075∙8.257+j5.333j1.075+8.257+j5.333=
=0.087+j1.311=1.314ej86.19.
Y11II=1Z11II=11.314ej86.19=0.761e-j86.19.
αII11=90+-86.19=3.81 град.
ZI2II=Z1+Zc+Zc∙Z1Z5=j0.304+j1.075+j1.075∙j0.3048.257+j5.333=
=-0.028+j1.397=1.397ej91.146.
Y12II=1Z12II=11.397ej91.146=0.716e-j91.146.
αI12=90+-91.146=-1.146 град.
5
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
